Представлен обзор лабораторных и промысловых результатов работ по созданию и применению новой технологии каталитического акватермолиза для повышения эффективности разработки залежей битуминозной нефти на примере месторождения Бока де Харуко. Рассмотрены основные этапы работы: от лабораторных исследований с целью определения изменения свойств нефти и коэффициента вытеснения в присутствии катализатора акватермолиза до выбора оптимальных условий закачки и анализа результатов промысловых испытаний на пилотном участке. Комплекс исследований в реакторе-автоклаве при термобарических условиях паротепловой обработки скважин месторождения Бока де Харуко показал, что среди серии систем на основе различных переходных металлов и органических лигандов наиболее эффективным катализатором является система на основе таллата никеля. Определена оптимальная концентрация катализатора (0,2 % по металлу) и разработана его товарная форма для закачки в скважину. Установлены закономерности формирования активной формы, представляющей собой наноразмерные частицы смешанных сульфидов никеля. Показано, что адсорбированные на породе наночастицы могут действовать в течение нескольких циклов закачки пара. Показано, что применение катализатора, активная форма которого формируется in situ, обеспечивает снижение массовой доли тяжелых компонентов нефти, увеличение фракции насыщенных углеводородов, уменьшение средней молекулярной массы нефти, кратное снижение вязкости нефти, а также повышение коэффициента вытеснения на 50 % (относительных) в лабораторных условиях.
Разработана технология паротепловой обработки скважин с закачкой каталитической композиции в циклическом режиме. Освоено производство катализатора. В результате промысловых испытаний продемонстрировано увеличение добычи битуминозной нефти более чем на 2000 т/скв по сравнению с предыдущим циклом обработки паром без катализатора. Полученные результаты подтверждают перспективность применения разработанной технологии для повышения эффективности добычи битуминозной нефти. В настоящее время запланировано ее масштабирование на месторождении Бока де Харуко.
Список литературы
1. A review of novel techniques for heavy oil and bitumen extraction and upgrading / A. Shah, R. Fishwick, J. Wood, [et al.] // Energy Environ. Sci. – 2010. – V. 3. – P. 700–714. – DOI: 10.1039/b918960b
2. Акватермолиз нефтей и природных битумов: химизм процесса, катализаторы, перспективы промышленной реализации / Б.П. Туманян, Н.Н. Петрухина, Г.П. Каюкова, [и др.]// Успехи химии. – 2015. – Т. 84 (11). – С.1145-1175.
3. On the use of metallic nanoparticulated catalysts for in-situ oil upgrading / A. Simão, E. Domínguez-Álvarez, C. Yuan, [et al.] // Fuel. –2022. – V. 313. – No. 122677. – DOI: 10.1016/j.fuel.2021.122677
4. The changes of Asphaltenes Structural-Phase Characteristics in the Process of Conversion of Heavy Oil in the Hydrothermal Catalytic System / G.P. Kayukova, A.T. Gubaidullin, S.M. Petrov, [et al.] // Еnergy Fuels. –2016. – 30. – P.773–783. – DOI: 10.1021/acs.energyfuels.5b01328
5. A Study on Catalytic Aquathermolysis of Heavy Crude Oil During Steam Stimulation / S. Wen, Y. Zhao, Y. Liu, S. Hu // SPE-106180-MS. – 2007. - DOI:10.2118/106180-MS
6. Laboratory Experiments and Field Test of a Difunctional Catalyst for Catalytic Aquathermolysis of Heavy Oil / K. Chao, Y. Chen, H. Liu, [et al.] // Energy Fuels. – 2012. – V. 26 (2). – P.1152–1159. – DOI: 10.1021/ef2018385
7. Unraveling the molecular structures of asphaltenes by atomic force microscopy / B. Schuler [et al.] // J. Am. Chem. Soc. – 2015. – V. 137. – № 31. – Р. 9870-9876. – DOI: 10.1021/jacs.5b04056
8. Aquathermolysis of Heavy Oils / J.B. Hyne [et al.] //Revista Tecnica INTEVEP. – 1982. – V. 2. – № 2 – P. 87-94.
9. The Composition and Structure of Ultra-Dispersed Mixed Oxide (II, III) Particles and Their Influence On In-Situ Conversion of Heavy Oil / I.I. Mukhamatdinov, A.R. Khaidarova, R.D. Zaripova, [et al.] // Catalysts. – 2020. - V.10(1). - N 114. – DOI: 10.3390 /catal10010114
10. Каталитическое облагораживание высоковязкой нефти при паротепловой обработке с использованием катализаторов на основе металлов переходных групп / С.И. Кудряшов, И.С. Афанасьев, О.В. Петрашов [и др.] // Нефтяное хозяйство. - 2017. - N 8. - P. 30–34. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2017-8-30-34
11. Hydrogen donating capacity of water in catalytic and non-catalytic aquather-molysis of extra-heavy oil: Deuterium tracing study / A.A. Al-Muntaser, M.A. Varfolomeev, M.A. Suwaid, [et al.] // Fuel. - 2021. - V. 283. - N 118957. – DOI: 10.1016 / j.fuel.2020.118957
12. Aquathermolysis of heavy oil in reservoir conditions with the use of oil-soluble catalysts: Part I – Changes in composition of saturated hydrocarbons / А.V. Vakhin, F.A. Aliev, S.I. Kudryashov, [et al.] // Petroleum Science and Technology. – 2018. – V. 36(2). – P. 1829-1836. – DOI:10.1080/10916466.2018.1514411
13. Aquathermolysis of heavy oil in reservoir conditions with the use of oil-soluble catalysts: Part II – Changes in composition of aromatic hydrocarbons / А.V. Vakhin, I.I. Mukhamatdinov, F.A. Aliev, [et al.] // Petroleum Science and Technology. – 2018. – V. 36(22). – P. 1850-1856. – DOI:10.1080/10916466.2018.1514412
14. Aquathermolysis of heavy oil in reservoir conditions with the use of oil-soluble catalysts: Part III – Changes in composition resins and asphaltenes / А.V. Vakhin, S.A. Sitnov, I.I. Mukhamatdinov, [et al.] // Petroleum Science and Technology. – 2018. – V. 36(22). – P. 1857-1863. – DOI: 10.1080/10916466.2018.1514413.
15. Industrial Application of Nickel Tallate Catalyst During Cyclic Steam Stimulation in Boca De Jaruco Reservoir / А.V. Vakhin, I.I. Mukhamatdinov, F.A. Aliev, [et al.] // SPE 206419-MS. –2021. – DOI: 10.2118/206419-MS.
16. Extra-heavy Oil Aquathermolysis Using Nickel-based Catalyst: Some Aspects of in-situ Transformation of Catalyst Precursor / A.V. Vakhin, F.A. Aliev, I.I. Mukhamatdinov, [et al.] // Catalysts. – 2021. – V.11(2). – №189. – P.1-22. – DOI: 10.3390/catal11020189.
17. Исследования эффективности вытеснения нефти с использованием растворителя и катализатора / И.Ф. Минханов, А.В. Болотов, А.А. Аль-Мунтасер [и др.] // Нефтяное хозяйство. - 2021. - N 6. - P. 54-57. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2021-6-54-57
